热门试卷

X 查看更多试卷
1
题型:简答题
|
简答题

(12 分)如图,质量的物体静止于水平地面的A处,A、B间距L=20m。用大小为30N,沿水平方向的外力拉此物体,经拉至B处。(已知。取)

(1)求物体与地面间的动摩擦因数μ;

(2)用大小为30N,与水平方向成37°的力斜向上拉此物体,使物体从A处由静止开始运动并能到达B处,求该力作用的最短时间t。

正确答案

(1)0.5 (2)1.03s

试题分析:(1)物体做匀加速运动

                         (1分)

         (1分) 

由牛顿第二定律

                           (1分)

                  (1分)

                 (1分)

(2)设作用的最短时间为,小车先以大小为的加速度匀加速秒,撤去外力后,以大小为,的加速度匀减速秒到达B处,速度恰为0,由牛顿定律

     (1分)

(1分)

               (1分)

由于匀加速阶段的末速度即为匀减速阶段的初速度,因此有

                             (1分)

            (1分)

                         (1分)

 (1分)

(2)另解:设力作用的最短时间为t,相应的位移为s,物体到达B处速度恰为0,由动能定理

                (2分)

      (1分)

由牛顿定律

                             (1分)

 (1分)

                                                     (1分)

                                    (1分)

点评:本题第一问物体从A到B做匀加速直线运动,第二问力作用的时间最短时,物体先做匀加速运动后做匀减速运动且到B的速度恰好减为零。

1
题型:简答题
|
简答题

如图所示,物体A的质量为M=1 kg,静止在光滑水平面上的平板车B的质量为m=0.5 kg、长为L=1 m.某时刻物体A以v0=4 m/s向右的初速度滑上平板车B的上表面,在A滑上B的同时,给B施加一个水平向右的拉力.忽略物体A的大小,已知A与B之间的动摩擦因数为μ=0.2,取重力加速度g=10 m/s2.试求:如果要使A不至于从B上滑落,拉力F应满足的条件.

正确答案

1 N≤F≤3 N. 

物体A滑上平板车B以后做匀减速运动,由牛顿第二定律得μMg=MaA,解得aA=μg=2 m/s2.                   1 分

物体A不滑落的临界条件是A到达B的右端时A、B具有共同的速度v1

则:=L,又        2

联立解得v1=3 m/s,aB=6 m/s2.           1 分

拉力F=maB-μMg=1 N.       1 分

若F<1 N,则A滑到B的右端时,速度仍大于B的速度,于是将从B上滑落,所以F必须大于等于1 N.      1 分

当F较大时,在A到达B的右端之前,就与B具有相同的速度,之后,A必须相对B静止,才不会从B的左端滑落.

对A、B整体和A分别应用牛顿第二定律得:

F=(m+M)a,μMg=Ma,解得F=3 N     2  分

若F大于3 N,A就会相对B向左滑下.

综合得出力F应满足的条件是1 N≤F≤3 N.      2分

本题考查牛顿第二定律的应用,物体A画上木板车后再滑动摩擦力作用下A做匀减速直线运动,随着A的减速和B的加速,当A运动到B的右端时两者共速,这是不掉下来的临界条件,由各自的分运动和位移关系可以求得运动时间和速度大小,再以木板车为研究对象可以求得拉力F大小,然后在分情况讨论

1
题型:简答题
|
简答题

(8分)如图所示,在光滑的桌面上叠放着一质量为mA=2Kg的薄木板A和质量为mB=3Kg的金属块B。A的长度l=2m。B上有轻线绕过定滑轮与质量为mC=1Kg的物块C相连,B与A间的动摩擦因素μ=0.1,最大静摩擦力可视为等于滑动摩擦力。忽略滑轮质量及与轴间的摩擦,开始时各物体都处于静止状态,绳被拉直,B位于A的左端,然后放手。求经过多长时间后B从A的右端脱离(设A的右端距滑轮足够远)(g取10m/s2)。

正确答案

t=4.0s

本题考查牛顿第二定律的应用,以BC为研究对象分析受力情况,列出牛顿第二定律的公式,再以A为研究对象求得加速度,由运动学公式,两者相对位移为L,列式求解

以桌面为参考系,令aA表示A的加速度,aB表示B、C的加速度,xA和xB分别表示 t时间内A和B移动的距离,则由牛顿定律和匀加速运动的规律可得,

以B、C为研究对象

mCg-μmBg=(mC+mB)aB    (3分)

以A为研究对象:μmBg=mAaA    (2分)

则由xB= aBt2       (2分)

xA= aAt2     (2分)

xB-xA=L    (2分)

由以上各式,代入数值,可得t="4.0" s 

1
题型:简答题
|
简答题

飞船降落过程中,在离地面高度为h处速度为v0,此时开动反冲火箭,使船开始做减速运动,最后落地时的速度减为v0若把这一过程当作为匀减速运动来计算,则其加速度的大小等于______.已知地球表面处的重力加速度为g,航天员的质量为m,在这过程中航天员对坐椅的压力等于______.

正确答案

由运动学位移-速度关系式得:

2ah=v2-v02

解得:

a=

此减速过程,对航天员受力分析知其受重力和座椅的支持力,由牛顿第二定律得:

F-mg=ma

解得:

a=mg+

由牛顿第三定律知,航天员受到的支持力大小等于宇航员对座椅的压力大小.

故答案为:

  

mg+

1
题型:简答题
|
简答题

如下图所示,静止放在长直水平桌面上的纸带。其上有一小铁块,它与纸带右端的距离为0.5m,铁块与纸带间、纸带与桌面间动摩擦因数均为μ=0.1。现用力F水平向左将纸带从铁块下抽出,当纸带全部抽出时铁块恰好到达桌面边缘,铁块抛出后落地点离抛出点的水平距离为x=0.8 m。已知g="10" m/s2,桌面高度为H="0.8" m,不计铁块大小,铁块不滚动。求:

(1)铁块落地时的速度大小。

(2)纸带从铁块下抽出所用的时间及开始时铁块距左侧桌边的距离。

正确答案

(1)m/s

(2)2s

:(1)设铁块抛出时的初速度为v0,由平抛运动规律,有水平方向:x=v0t竖直方向:H=gt2

解得v0=2m/s

由机械能守恒定律,可得:mgH+m=mv2

解得v=2m/s故纸带从铁铁块落地时的速度大小为2m/s.

(2)纸带从铁块下抽出所用的时间与铁块向左运动到桌边的时间相等.开始时距离桌面左端的距离就等于铁块在桌面上向左运动的位移.铁块向左运动过程中,a==μg=1m/s2

铁块从静止开始向左运动的位移为L,由=2al,得L=2m.由公式v0=at,得t=2s

故纸带从铁块下抽出所用的时间为2s,开始时铁块距左侧桌边的距离2m.

1
题型:简答题
|
简答题

如图所示,质量为的飞机以水平初速度飞离跑道后逐渐上升,若飞机的水平速度不变,同时受到重力和竖直向上的恒定的升力,今测得飞机水平方向的位移为L时,上升的高度为,求:

(1)飞机竖直方向上的加速度大小;

(2)飞机受到的升力大小;

(3)飞机上升至高度的速度大小.

正确答案

(1)飞机在水平方向做匀速直线运动

故有

又因为飞机在竖直方向做初速度为零的匀加速直线运动故有

由以上两式得:

(2)由牛顿第二定律,对飞机有:

所以飞机受到的升力大小为:

(3)设飞机上升高度时竖直速度为,则有

所以

1
题型:简答题
|
简答题

水平面上有一直角坐标系,在原点处有一物块,其质量m=2kg,受到位于坐标平面内的三个共点力的作用而处于静止状态.其中F1=2N沿x轴正方向,F2=4N沿y轴负方向,F3末知.从t=0时刻起,F1停止作用,到第2s末F1恢复作用,F2停止作用,则第4s末此物块的位置坐标是?

正确答案

F1停止作用后,物体受到的合力F=F1=2N,方向沿x,负方向,

由牛顿第二定律得:F=ma1,解得:a1===1m/s2

x1=a1t12=×1×22=2m,vx=a1t1=1×2=2m/s;

F2停止作用,物体受到的合力F′=F2=4N,方向沿y轴正方向,

此时加速度:a2===2m/s2,y=a2t22=×2×22=4m,

在x轴方向上,x2=vxt2=2×2=4m,x=x1+x2=2+4=6m,

则第4s末此物块的位置坐标为(-6,4).

答:第4S末物块出现在(-6,4).

1
题型:简答题
|
简答题

如图所示,在水平地面上固定一倾角θ=37°、表面光滑的斜面体,物体A以v1=6m/s的初速度沿斜面上滑,同时在物体A的正上方,有一物体B以某一初速度水平抛出.如果当A上滑到最高点时恰好被B物体击中.(A、B均可看做质点,sin37°=0.6,cos37°=0.8,g取10m/s2)求:

(1)物体A上滑到最高点所用的时间t;

(2)物体B抛出时的初速度v2

正确答案

(1)物体A上滑的过程中,由牛顿第二定律得:

mgsinθ=ma

代入数据得:a=6m/s2

设经过t时间B物体击中A物体,由运动学公式:0=v1-at

代入数据得:t=1s.

(2)平抛物体B的水平位移:x=v1tcos37°=2.4m

平抛速度:v2==2.4m/s.

答:(1)物体A上滑到最高点所用的时间t为1s;

(2)物体B抛出时的初速度v2为2.4m/s.

1
题型:填空题
|
填空题

把物体竖直地挂在劲度系数为1000N/m的弹簧下端,弹簧伸长2cm.如果把该物体放在动摩擦因数为0.20的水平地面上,用同一根弹簧沿水平方向拉物体,当物体匀速直线运动时弹簧伸长______cm.当弹簧伸长2cm时,物体的加速度为______m/s2.(g取10m/s2

正确答案

已知弹簧的劲度系数k=1000N/m,当弹簧伸长2cm时,弹簧的弹力为20N,即物体的重力为20N故其质量为2kg.

当物体放在动摩擦因数为0.20的水平地面上时,物体与地面间的滑动摩擦力大小f=μFN=μmg=4N,所以物体匀速运动时拉力大小等于摩擦力的大小即F=f=4N,根据胡克定律弹簧的伸长量x==m=0.4cm

当弹簧伸长量为2cm时,弹簧的弹力大小为20N,物体水平方向受到拉力F=20N,摩擦阻力f=4N,知F=F-f=ma,可得物体产生的加速度

a==m/s2=8m/s2

故答案为:0.4,8

1
题型:简答题
|
简答题

如图甲所示,质量为m=lkg的物体置于倾角为θ=37°.的固定且足够长的斜面上,对物体施以平行于斜面向上的拉力,tl=1s时撤去拉力,物体运动的部分V-t图象如图乙所示试求:(sin37°=0.6,cos37°=0.8g=10m/s2

(1)拉力F的大小.

(2)t2=4s时刻物体的速度V的大小.

正确答案

(1)设力F作用时物体的加速度为a1,对物体进行受力分析,由牛顿第二定律可知F-mgsinθ-μmgcosθ=ma1

撤去力去,由牛顿第二定律有mgsinθ+μmgcosθ=ma2

根据图象可知:a1=20m/s2,a2=10m/s2

代入解得F=30N  μ=0.5

(2)在物块由A到C过程中,设撤去力后物体运动到最高点时间为t2,υ1=a2t2,解得t2=2s

则物体沿着斜面下滑的时间为t3=t-t1-t2=ls

设下滑加速度为a3由牛顿第二定律mgsinθ-μmgcosθ=ma3

有a3=2m/s2

t=4s时速度υ=a3t3=2m/s

答:(1)拉力F的大小为30N.

(2)t2=4s时刻物体的速度V的大小为2m/s.

1
题型:简答题
|
简答题

如图,水平放置金属导轨M、N,平行地置于匀强磁场中,间距为L,磁场的磁感强度大小为B,方向与导轨平面夹角为α,金属棒ab的质量为m,放在导轨上且与导轨垂直,且与导轨的动摩擦因数为μ.电源电动势为E,定值电阻为R,其余部分电阻不计.则当电键调闭合的瞬间,棒ab的加速度为多大?

正确答案

由题意知,电键闭合时,导体棒中通过的电流方向是从a到b,根据左手定则知,导体棒受到的安培力方向如图所示

因为导体棒受四个力作用下在水平方向运动,故导体棒在竖直方向所受合力为0

由题意得:F=BIL

则导体棒所受的合力F=F合x=Fsinα

 由平衡条件得:FN=mg+BILcosα

根据牛顿第二定律,BILsinα-μFN=ma

在电路中,根据闭合电路欧姆定律I= 知,

所以导体棒产生的加速度a=

答:棒ab的加速度大小为

1
题型:简答题
|
简答题

如图所示,质量为m、边长为L的正方形金属线框,放在倾角为θ的光滑足够长的斜面的底端,整个装置处在与斜面垂直的磁场中,在斜面内建立图示直角坐标系,磁感应强度在x轴方向分布均匀,在y轴方向分布为B=B0+ky(k为大于零的常数).现给线框沿斜面向上的初速度v0,经时间t0线框到达最高点,然后开始返回,到达底端前已经做匀速运动,速度大小为v0/4.已知线框的电阻为R,重力加速度为g.求:

(1)线框从开始运动到返回底端的过程中,线框中产生的热量;

(2)线框在底端开始运动时的加速度大小;

(3)线框上升的最大高度.

正确答案

(1)线框从开始运动到返回底端的过程中,线框的动能减小转化为内能,根据能量守恒得:

  Q=m-m()2=m

(2)感应电动势:E=△BLv0=k△yLv0=kL2v0

感应电流:I==

合安培力:F=△BIL=k△yIL=kIL2=

根据牛顿第二定律:mgsinθ+F=ma

得:a=gsinθ+

(3)在上升过程中,由牛顿第二定律,得:mgsinθ+=ma

又a=,得:

mgsinθ+=m

mgsinθ•△t+△t=m△v

两边求和得:

(mgsinθ•△t+△t)=m△v

而△y=v△t

得:(mgsinθ•△t+△y)=m△v

解得:mgsinθ•t0+=mv0

∴h=

答:

(1)线框从开始运动到返回底端的过程中,线框中产生的热量是m

(2)线框在底端开始运动时的加速度大小是gsinθ+

(3)线框上升的最大高度是

1
题型:简答题
|
简答题

如图所示,固定斜面的倾角θ=30°,物体A与斜面之间的动摩擦因数为μ=,轻弹簧下端固定在斜面底端,弹簧处于原长时上端位于C点.用一根不可伸长的轻绳通过轻质光滑的定滑轮连接物体A和B,滑轮右侧绳子与斜面平行,A的质量为4kg,B的质量为2kg,初始时物体A到C点的距离为L=1m.现给A、B一初速度v0=3m/s使A开始沿斜面向下运动,B向上运动,物体A将弹簧压缩到最短后又恰好能弹到C点.已知重力加速度为g=10m/s2,不计空气阻力,整个过程中,轻绳始终处于伸直状态,求此过程中:

(1)物体A沿斜面向下运动时的加速度大小;

(2)物体A向下运动刚到C点时的速度大小;

(3)弹簧的最大压缩量和弹簧中的最大弹性势能.

正确答案

(1)物体A沿斜面向下运动时,B向上做运动,两者加速度大小相等,以AB整体为研究对象,根据牛顿第二定律得

   a=

代入解得  a=-2.5m/s2

(2)由v2-=2aL得 v==2m/s

(3)设弹簧的最大压缩量为x.物体A将弹簧压缩到最短后又恰好能弹到C点,整个过程中,弹簧的弹力和重力对A做功均为零.设A的质量为2m,B的质量为m,根据动能定理得

-μ•2mgcosθ•2x=0-•3mv2

得 x=0.4m

弹簧从压缩最短到恰好能弹到C点的过程中,对系统根据能量关系有

   Ep+mgx=2mgxsinθ

因为mgx=2mgxsin θ

所以Ep=fx=mv2-μmgL=6J

答:(1)物体A沿斜面向下运动时的加速度大小是2.5m/s2

(2)物体A向下运动刚到C点时的速度大小是2m/s;

(3)弹簧的最大压缩量是0.4m,弹簧中的最大弹性势能是6J.

1
题型:简答题
|
简答题

如图所示,从阴极K发射的热电子(初速度不计)质量为m、电量为e,通过电压U加速后,垂直进入磁感应强度为B、宽为L的匀强磁场(磁场的上下区域足够大)中.求:

(1)电子进入磁场时的速度大小;

(2)电子离开磁场时,偏离原方向的距离.

正确答案

(1)设电子进入磁场时的速度为v

由动能定理有eU=mv2所以v=

(2)电子进入磁场后做匀速圆周运动,设运动半径为R

由牛顿第二定律得:evB=

所以  R=

讨论:①若R>L,即U>.电子从磁场右边界离开

由几何关系知偏转距离为d=R-

代入数据并整理得d=(-)

②若R≤L,即U≤,电子从磁场左边界离开

由几何关系知偏转距离为  d=2R    

代入数据并整理得d=

答:(1)电子进入磁场时的速度大小为

(2):①若R>L,电子离开磁场时,偏离原方向的距离(-),

    ②若R≤L,电子离开磁场时,偏离原方向的距离

1
题型:简答题
|
简答题

如图所示,AB为一水平放置的绝缘平板,虚线L右边存在着垂直纸面向里的匀强磁场B.从t=0时刻起再在虚线L右边加一水平向左的电场,电场强度E随时间t的变化规律是

E=Kt.平板上有一质量为m、带电量为q的物体.物体与平板的动摩擦因素为μ.某时刻以速度u从虚线左边进入磁场,进入磁场后正好作匀加速运动.(不考虑电场变化对磁场的影响)

(1)物体带何种电荷?

(2)物体运动的加速度a是多大?

(3)物体刚进入磁场时电场强度是多大?

正确答案

(1)由于粒子做匀加速直线运动,虽然电场力增大,但由于速度的增加,使摩擦力增大,则电场力与摩擦力的合力却不变,故物体带负电荷;       

(2)刚进入磁场瞬间,由牛顿第二定律得:

F=qkt-μ(mg+Bqv)=ma                ①

进入磁场△t瞬间,由牛顿第二定律得:

F′=qk(t+△t)-μmg-μ Bq(v+a△t)=ma   ②

解①②得:a=                             ③

(3)③式代入①式得:t=++               ④

E=kt=++μBv ⑤

答:(1)物体带负电荷;

(2)物体运动的加速度a是

(3)物体刚进入磁场时电场强度是++μBv.

百度题库 > 高考 > 物理 > 牛顿运动定律

扫码查看完整答案与解析

  • 上一题
  • 1/15
  • 下一题